2023 Fiscal Year Annual Research Report
ヘリコプターから懸下したマルチコプターを用いた消火システムの実証と制御法開発
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21K03980
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
今津 篤志 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 講師 (80440246)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | マルチコプター / 消防 / 可変ピッチプロペラ機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は高層ビル火災への放水を想定し、タンクを持つ大型のヘリコプターから放水ノズルを備えた小型のマルチコプターを懸下し、ノズルのみが近接して放水を行うシステムの実現性を確認することを目的としている。具体的にはタンクヘリコプターとノズルマルチコプターの物理的相互作用とスケールの影響を確認することと、放水を命中させるフィードバック制御方法を開発することを行っている。
今年度は、前年度よりもスケールアップを行い、クレーンを用いてタンクを30ｍの高さまで吊り上げ、そこから口径25A（直径25mm）のホースで15インチプロペラ4発のノズルマルチコプターを吊り下げ、ノズルマルチコプターを振り上げ制御しながら放水を行う実験を行った。ホースが風を受ける影響が予想していたよりも大きかったためノズルマルチコプターに長周期の揺れが残ったものの、30ｍの高さの水頭圧で十分な放水ができること、ノズルマルチコプターのロータで放水反力に打ち勝って振り上げを行い制御ができることが確認できた。ホースの長さ（＝タンク高さ）を変えたときの放水反力・放水速度の関係を実験的に測定し、将来規模を拡大するときのための外挿式を算出した。
懸下されたマルチコプターへの風などの外乱による影響を低減するために側面に、可変ピッチプロペラを追加することを考え、新しい可変ピッチプロペラ機構の開発を行った。推力や機構重量の関係から、ノズルマルチコプターには市販のラジコンヘリコプターの可変ピッチプロペラ機構を搭載した。
Pocket Quadサイズの小型モータとプロペラを用いて、小型のノズルマルチコプターを作成し、マルチコプターで懸下して飛行するテストを行った。効果の検証は引き続き行う。
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